Compressores, Ventiladores e Sopradores – Noções Básicas

Compressores, ventiladores e sopradores são amplamente utilizados em diversos setores. Esses dispositivos são bastante adequados para processos complexos e se tornaram indispensáveis ​​para algumas aplicações específicas. Eles foram definidos em termos simples, como abaixo:

• Compressor:Um compressor é uma máquina que reduz o volume de gás ou líquido criando uma alta pressão. Também podemos dizer que um compressor simplesmente comprime uma substância, geralmente gás.
• Fãs:Um ventilador é uma máquina usada para movimentar fluidos ou ar. É operado por um motor elétrico que gira as pás fixadas em um eixo.
• Sopradores:Soprador é uma máquina que movimenta o ar a uma pressão moderada. Ou simplesmente, sopradores são usados ​​para soprar ar/gás.

A diferença básica entre os três dispositivos acima é a maneira como eles movimentam ou transmitem ar/gás e induzem a pressão no sistema. Compressores, ventiladores e sopradores são definidos pela ASME (Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos) como a razão entre a pressão de descarga e a pressão de sucção. Ventiladores têm uma razão específica de até 1,11, sopradores de 1,11 a 1,20 e compressores têm uma razão acima de 1,20.

Tipos de Compressores

Os tipos de compressores podem ser agrupados principalmente em dois:Deslocamento Positivo e Dinâmico

Os compressores de deslocamento positivo são novamente de dois tipos:Rotativo e Alternativo

• Os tipos de compressores rotativos são lóbulo, parafuso, anel líquido, scroll e palheta.
• Os tipos de compressores alternativos são de diafragma, de dupla ação e de simples ação.

Compressores dinâmicos podem ser categorizados em centrífugos e axiais.

Vamos entender isso em detalhes.

Compressores de deslocamento positivoUtiliza um sistema que induz um volume de ar em uma câmara e, em seguida, reduz o volume da câmara para comprimir o ar. Como o nome sugere, há um deslocamento do componente que reduz o volume da câmara, comprimindo assim o ar/gás. Por outro lado, em umcompressor dinâmico, há uma mudança na velocidade do fluido resultando em energia cinética que cria pressão.

Os compressores alternativos utilizam pistões onde a pressão de descarga do ar é alta, a quantidade de ar bombeado é baixa e a velocidade do compressor é baixa. Eles são adequados para relações de pressão e volumes de gás médios e altos. Por outro lado, os compressores rotativos são adequados para baixas e médias pressões e para grandes volumes. Esses compressores não possuem pistões nem virabrequim. Em vez disso, possuem parafusos, palhetas, espirais, etc. Portanto, podem ser categorizados com base no componente com o qual são equipados.

Tipos de compressores rotativos

• Rolo: Neste equipamento, o ar é comprimido por meio de duas espirais ou rolos. Um rolo é fixo e não se move, enquanto o outro se move em um movimento circular. O ar fica preso dentro da espiral desse elemento e é comprimido no meio da espiral. Esses equipamentos geralmente são isentos de óleo e exigem pouca manutenção.
• Palhetas: Consiste em palhetas que se movem para dentro e para fora dentro de um impulsor, e a compressão ocorre devido a esse movimento de varredura. Isso força o vapor em seções de pequeno volume, transformando-o em vapor de alta pressão e alta temperatura.
• Lóbulo: Consiste em dois lóbulos que giram dentro de uma carcaça fechada. Esses lóbulos são deslocados 90 graus entre si. À medida que o rotor gira, o ar é aspirado para o lado de entrada da carcaça do cilindro e empurrado para fora com uma força a partir do lado de saída, contra a pressão do sistema. O ar comprimido é então fornecido à linha de distribuição.
• Parafuso: Equipado com dois parafusos entrelaçados que prendem o ar entre o parafuso e a carcaça do compressor, o que resulta na compressão e na distribuição do ar a uma pressão mais alta pela válvula de distribuição. Os compressores de parafuso são adequados e eficientes para atender a requisitos de baixa pressão de ar. Em comparação com um compressor alternativo, o fornecimento de ar comprimido neste tipo de compressor é contínuo e a operação é silenciosa.
• Scroll: Os compressores scroll possuem scrolls acionados pelo motor principal. As bordas externas do scroll retêm o ar e, à medida que giram, o ar se desloca de fora para dentro, sendo comprimido devido à redução da área. O ar comprimido é fornecido através do espaço central do scroll para a linha de ar de entrega.
• Anel líquido: consiste em palhetas que se movem para dentro e para fora dentro de um impulsor, e a compressão ocorre devido a esse movimento de varredura. Isso força o vapor para seções de pequeno volume, transformando-o em vapor de alta pressão e alta temperatura.
• Neste tipo de compressor, as palhetas são construídas dentro de uma carcaça cilíndrica. Quando o motor gira, o gás é comprimido. Em seguida, líquido, principalmente água, é introduzido no dispositivo e, por aceleração centrífuga, forma um anel líquido através das palhetas, que por sua vez forma uma câmara de compressão. Ele é capaz de comprimir todos os gases e vapores, incluindo poeira e líquidos.

• Compressor alternativo

• Compressores de ação simples:Possui pistão que trabalha com ar apenas em uma direção. O ar é comprimido apenas na parte superior do pistão.
• Compressores de dupla ação:Possui dois conjuntos de válvulas de sucção/admissão e descarga em ambos os lados do pistão. Ambos os lados do pistão são utilizados para comprimir o ar.

• Compressores Dinâmicos

  A principal diferença entre compressores de deslocamento e dinâmicos é que um compressor de deslocamento trabalha a um fluxo constante, enquanto um compressor dinâmico, como centrífugo e axial, trabalha a uma pressão constante e seu desempenho é afetado por condições externas, como mudanças nas temperaturas de entrada, etc. Em um compressor axial, o gás ou fluido flui paralelamente ao eixo de rotação ou axialmente. É um compressor rotativo que pode pressurizar gases continuamente. As lâminas de um compressor axial são relativamente mais próximas umas das outras. Em um compressor centrífugo, o fluido entra pelo centro do impulsor e se move para fora pela periferia pelas lâminas-guia, reduzindo assim a velocidade e aumentando a pressão. Também é conhecido como turbocompressor. Eles são compressores eficientes e confiáveis. No entanto, sua taxa de compressão é menor do que a dos compressores axiais. Além disso, os compressores centrífugos são mais confiáveis ​​se os padrões API (American Petroleum Institute) 617 forem seguidos.

  Tipos de fãs

  Dependendo do design, os principais tipos de ventiladores são:

• Ventilador centrífugo:
• Neste tipo de ventilador, o fluxo de ar muda de direção. Eles podem ser inclinados, radiais, curvados para frente, curvados para trás, etc. Esses tipos de ventiladores são adequados para altas temperaturas e velocidades de ponta das pás baixas e médias em altas pressões. Podem ser usados ​​com eficácia para fluxos de ar altamente contaminados.
• Ventiladores Axiais:Neste tipo de ventilador, não há mudança na direção do fluxo de ar. Eles podem ser vanaxiais, tuboaxiais e hélice. Produzem pressões mais baixas do que os ventiladores centrífugos. Ventiladores do tipo hélice são capazes de altas vazões em baixas pressões. Ventiladores tuboaxiais têm baixa/média pressão e alta capacidade de vazão. Ventiladores axiais de palhetas possuem palhetas-guia de entrada ou saída, apresentando alta pressão e capacidade de vazão média.
• Portanto, compressores, ventiladores e sopradores atendem amplamente aos setores municipal, de manufatura, de petróleo e gás, de mineração e agrícola, em suas diversas aplicações, de natureza simples ou complexa. O fluxo de ar necessário no processo, juntamente com a pressão de saída necessária, são fatores-chave na escolha do tipo e tamanho de um ventilador. O projeto do gabinete e do duto do ventilador também determinam a eficiência do seu funcionamento.
  

  Sopradores

  Soprador é um equipamento ou dispositivo que aumenta a velocidade do ar ou gás quando este passa por impulsores equipados. São utilizados principalmente para o fluxo de ar/gás necessário para exaustão, aspiração, resfriamento, ventilação, transporte, etc. Sopradores também são comumente conhecidos como ventiladores centrífugos na indústria. Em um soprador, a pressão de entrada é baixa e maior na saída. A energia cinética das pás aumenta a pressão do ar na saída. Sopradores são utilizados principalmente em indústrias para requisitos de pressão moderada, onde a pressão é maior que a do ventilador e menor que a do compressor.

  Tipos de sopradores:Sopradores também podem ser classificados como centrífugos e de deslocamento positivo. Assim como os ventiladores, os sopradores utilizam pás em diversos designs, como curvas para trás, curvas para frente e radiais. São acionados principalmente por motores elétricos. Podem ser unidades de estágio único ou múltiplo e utilizam impulsores de alta velocidade para gerar velocidade no ar ou em outros gases.

  Sopradores de deslocamento positivo são semelhantes às bombas PDP, que comprimem o fluido, o que, por sua vez, aumenta a pressão. Esse tipo de soprador é preferível a um soprador centrífugo quando é necessária alta pressão em um processo.

  Aplicações de compressores, ventiladores e sopradores

  Compressores, ventiladores e sopradores são usados ​​principalmente em processos como compressão de gás, tratamento de água, aeração, ventilação de ar, manuseio de materiais, secagem de ar, etc. As aplicações de ar comprimido são amplamente utilizadas em vários campos, como aeroespacial, automotivo, fabricação de produtos químicos, eletrônicos, alimentos e bebidas, fabricação em geral, fabricação de vidro, hospitais/médicos, mineração, produtos farmacêuticos, plásticos, geração de energia, produtos de madeira e muitos mais.

  O principal benefício de um compressor de ar inclui seu uso na indústria de tratamento de água. O tratamento de águas residuais é um processo complexo que requer a decomposição de milhões de bactérias, além de resíduos orgânicos.

  Ventiladores industriais também são usados ​​em uma variedade de aplicações, como química, médica, automotiva,agrícola,mineração, processamento de alimentos e indústrias da construção civil, que podem utilizar ventiladores industriais em seus respectivos processos. Eles são usados ​​principalmente em diversas aplicações de resfriamento e secagem.

  Sopradores centrífugos são usados ​​rotineiramente em aplicações como controle de poeira, fornecimento de ar de combustão, sistemas de resfriamento e secagem, aeradores de leito fluidizado com sistemas de transporte de ar, etc. Sopradores de deslocamento positivo são frequentemente usados ​​em transporte pneumático, aeração de esgoto, lavagem de filtros e reforço de gás, bem como para movimentar gases de todos os tipos nas indústrias petroquímicas.

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